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JPH0515195A - Motor controller and control method - Google Patents

Motor controller and control method

Info

Publication number
JPH0515195A
JPH0515195A JP3164895A JP16489591A JPH0515195A JP H0515195 A JPH0515195 A JP H0515195A JP 3164895 A JP3164895 A JP 3164895A JP 16489591 A JP16489591 A JP 16489591A JP H0515195 A JPH0515195 A JP H0515195A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
motor
signal
switching
output
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3164895A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Nakagawa
義弘 中川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP3164895A priority Critical patent/JPH0515195A/en
Publication of JPH0515195A publication Critical patent/JPH0515195A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a motor controller and control method for rotary driving a motor at high speed with low noise and low cost. CONSTITUTION:A switching element 107 for turning power supply 112 to a motor 105 ON/OFF is disposed between the motor 105 and the power supply 112, and the duty ratio of switching signal for the switching element 107 is modified at or within the output period of exciting signal for the motor 105.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えばステッピングモ
ータ等のモータの励磁相を切替えて回転駆動するモータ
制御方法及び装置に関するものであり、特に複数の運転
モードを有する、つまりランプアップ/ダウンや定速駆
動、保持動作等を行なうモータ制御方法及び装置に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor control method and device for rotating a motor by switching the excitation phase of a motor such as a stepping motor, and more particularly to a motor control method and device having a plurality of operation modes, that is, ramp up / down and ramp up / down. The present invention relates to a motor control method and device for performing constant speed driving, holding operation, and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ステッピングモータを回転駆動する方式
として、最も一般的に採用されているものに定電圧駆動
方式と定電流方式がある。前者の定電圧駆動方式は回路
構成が簡単であり、安価であるところから広く使用され
ている。しかし、モータの回転周波数が高くなると、モ
ータ巻線のインダクタンスの影響によりモータ巻線の電
流の立上がりが遅くなってしまう。このため、高速回転
駆動を行う場合はモータのトルクの減少を招き、高速回
転ができないという問題がある。また、後者の定電流駆
動方式は、モータ巻線の時定数を小さくするように電圧
及び巻線インダクタンスを設定し、モータ巻線の電流値
を検出しながら、その検出した電流値になるようにトラ
ンジスタなどのスイッチング素子により電流をオン・オ
フして、巻線を流れる電流値を一定に保つ方式である。
このような定電流駆動によれば、モータの高速回転が実
現できるものの、その反面、回路構成が複雑となり、コ
ストが高くなるという問題がある。さらに、ステッピン
グモータを駆動する場合、相励磁の切り替え時にモータ
振動が発生するので、電流値を一定にしたままでモータ
の駆動回転数を変えると騒音が発生する。このため、そ
の定電流値をモータの回転数に適した電流値に変える必
要があり、そのための回路が更に必要になるという問題
がある。
2. Description of the Related Art As a system for driving a stepping motor to rotate, a constant voltage drive system and a constant current system are the most commonly adopted systems. The former constant voltage drive system is widely used because it has a simple circuit configuration and is inexpensive. However, when the rotation frequency of the motor increases, the rise of the current in the motor winding is delayed due to the influence of the inductance of the motor winding. Therefore, when high-speed rotation driving is performed, the torque of the motor is reduced, and there is a problem that high-speed rotation cannot be performed. In the latter constant current drive method, the voltage and winding inductance are set so that the time constant of the motor winding is reduced, and the detected current value is detected while detecting the current value of the motor winding. This is a method in which a switching element such as a transistor turns on / off the current to keep the current value flowing through the winding constant.
According to such constant current driving, high-speed rotation of the motor can be realized, but on the other hand, there is a problem that the circuit configuration becomes complicated and the cost increases. Further, when driving the stepping motor, vibration of the motor occurs at the time of switching the phase excitation, so that noise is generated when the driving rotational speed of the motor is changed while keeping the current value constant. Therefore, it is necessary to change the constant current value to a current value suitable for the number of rotations of the motor, and there is a problem that a circuit for that is further required.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】さらに、より高度なモ
ータの駆動方式として、モータの最小駆動ステップ角以
下の小さい回転角度を検出できるエンコーダを、そのモ
ータの回転軸に取付け、そのエンコーダよりの信号によ
り、つまりモータの回転に同期して励磁相の切り替えを
行うようにし、電圧又は電流をチョッピングし、そのデ
ューティによりモータの回転速度を変化させる制御方式
が知られている。この方式によるとモータの回転数が変
化した場合でも適正に励磁相を切り替えることができ
る。これにより、いわゆる脱調状態とはならず、さらに
モータ巻線への供給電力に応じた回転周波数となるた
め、騒音の発生をも抑えることができる。しかし、この
方式によれば、駆動回路を構成する部品点数は、モータ
回転軸に取り付けられたエンコーダを含め、前述の定電
圧あるいは定電流方式に比べて最大となり、全体的にも
コストの高いものになってしまうという欠点があつた。
Further, as a more advanced motor drive system, an encoder capable of detecting a small rotation angle less than the minimum drive step angle of the motor is attached to the rotary shaft of the motor, and a signal from the encoder is attached. In other words, there is known a control method in which the excitation phase is switched in synchronization with the rotation of the motor, the voltage or current is chopped, and the rotation speed of the motor is changed according to the duty. According to this method, the excitation phase can be appropriately switched even when the rotation speed of the motor changes. As a result, the so-called step-out state does not occur, and the rotation frequency becomes according to the electric power supplied to the motor winding, so that noise generation can be suppressed. However, according to this method, the number of parts that make up the drive circuit, including the encoder mounted on the motor rotary shaft, is the maximum compared to the constant voltage or constant current method described above, and the cost is high overall. There was a drawback that it became.

【0004】本発明は上記従来例に鑑みてなされたもの
で、低コストで高速にモータを回転駆動できるととも
に、低騒音でモータを回転駆動できるモータ制御方法及
び装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional example, and an object of the present invention is to provide a motor control method and device capable of rotationally driving a motor at low cost and at high speed, and of rotating the motor with low noise. .

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のモータ制御装置は以下のような構成を備え
る。即ち、モータの励磁信号を出力してモータを回転駆
動するモータ制御装置であって、モータに電力を供給す
る電源と、前記電源と前記モータとの間に設けられ、前
記電源より前記モータへの電力供給をオン・オフするス
イッチング手段と、前記スイッチング手段の切替え信号
を、指示されたデューティ比で出力する信号出力手段
と、前記モータの励磁信号の出力周期、或いは前記周期
内で前記信号出力手段の出力デューティ比を変更するよ
うに指示する制御手段とを有する。
In order to achieve the above object, the motor control device of the present invention has the following configuration. That is, a motor control device that outputs an excitation signal of a motor to drive the motor to rotate, the power supply supplying electric power to the motor, and the power supply to the motor provided between the power supply and the motor. Switching means for turning on / off the power supply, signal output means for outputting a switching signal of the switching means at an instructed duty ratio, output cycle of the excitation signal of the motor, or the signal output means within the cycle. Control means for instructing to change the output duty ratio of.

【0006】上記目的を達成するために本発明のモータ
制御方法は以下のような工程を備える。即ち、モータの
励磁信号を出力してモータを回転駆動するモータ制御方
法であって、モータの励磁信号の切替えタイミング、或
いはその切替えタイミング周期内でそのモータへの電力
供給をオン・オフするスイッチング信号のデューティ比
を変更する。
In order to achieve the above object, the motor control method of the present invention includes the following steps. That is, a motor control method for outputting a motor excitation signal to drive the motor to rotate, which is a switching signal for switching on / off the power supply to the motor within the switching timing of the excitation signal of the motor or the switching timing cycle. Change the duty ratio of.

【0007】[0007]

【作用】以上の構成において、モータに電力を供給する
電源とモータとの間に、その電源よりモータへの電力供
給をオン・オフするスイッチング手段を設け、そのスイ
ッチング手段の切替え信号を、指示されたデューティ比
で出力する。この切替え信号のデューティ比は、モータ
の励磁信号の出力周期或いはその周期内で変更される。
In the above structure, the switching means for turning on / off the power supply to the motor from the power supply is provided between the motor and the power supply for supplying the electric power to the motor, and the switching signal of the switching means is instructed. The duty ratio is output. The duty ratio of the switching signal is changed within the output period of the motor excitation signal or within that period.

【0008】[0008]

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の好適な実
施例を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings.

【0009】図1は本実施例のモータ駆動回路の概略構
成を示すブロツク図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a motor drive circuit of this embodiment.

【0010】図1において、1はモータの回転駆動制御
を行なうマイクロプロセッサ等のMPUで、ワークエリ
アとして使用するRAM121及びMPUの制御プログ
ラムを記憶しているROM122などを備えている。1
02はPWM(パルス幅変調器:Pulse Width Modurato
r )ユニット(以下、PWMユニット)で、MPUバス
に接続され、MPU101の指示により、その出力周波
数及びデューティを設定してパルス信号を出力すること
ができる。103は出力ポートで、MPUのバスに接続
され、MPU101より出力される相切り替え信号に同
期して、ステッピングモータ105の相励磁信号(A〜
D)を出力している。104はプログラム可能なタイマ
で、MPU101の指示により計時を開始し、その指示
された時間が経過すると、例えば割込みや制御信号等に
よりMPU101に通知することができる。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an MPU such as a microprocessor for controlling the rotation of a motor, which comprises a RAM 121 used as a work area and a ROM 122 storing a control program for the MPU. 1
02 is a PWM (Pulse Width Modurato)
r) unit (hereinafter referred to as a PWM unit), which is connected to the MPU bus, can output a pulse signal by setting its output frequency and duty according to an instruction from the MPU 101. An output port 103 is connected to the bus of the MPU and is synchronized with the phase switching signal output from the MPU 101 to synchronize the phase excitation signals (A to A) of the stepping motor 105.
D) is output. A programmable timer 104 starts clocking according to an instruction from the MPU 101, and when the instructed time has elapsed, the MPU 101 can be notified by, for example, an interrupt or a control signal.

【0011】105は2相のユニポーラ結線されたステ
ッピングモータである。106はトランジスタアレイ
で、出力ポート103より出力された相励磁信号により
対応するトランジスタがオン・オフされ、ステッピング
モータ105の各相の励磁を行なっている。107は電
流制御用のPNPトランジスタで、PWMユニット10
2の出力パルスがインバータ111で反転された信号を
入力し、ステッピングモータ104に流れる巻線電流を
制御している。108はフライホイールダイオードで、
電流制御用トランジスタ107がオフした時、ステッピ
ングモータ105のコイルに発生する逆起電力による電
流を流すための電流経路を形成している。109は逆電
流を防止するためのダイオードで、ステッピングモータ
105のコイルに通電された時、コイルの誘起電圧によ
る逆電流を防止している。112はモータ105に電力
を供給している電源である。
Reference numeral 105 denotes a two-phase unipolar stepping motor. Reference numeral 106 denotes a transistor array, which turns on / off a corresponding transistor in response to a phase excitation signal output from the output port 103 to excite each phase of the stepping motor 105. 107 is a PNP transistor for current control, which is used in the PWM unit 10
A signal obtained by inverting the output pulse of 2 in the inverter 111 is input to control the winding current flowing in the stepping motor 104. 108 is a flywheel diode,
When the current control transistor 107 is turned off, it forms a current path for passing a current due to the counter electromotive force generated in the coil of the stepping motor 105. Reference numeral 109 denotes a diode for preventing a reverse current, which prevents a reverse current due to an induced voltage in the coil when the coil of the stepping motor 105 is energized. Reference numeral 112 is a power supply that supplies electric power to the motor 105.

【0012】図2は、ステッピングモータ105を2相
励磁により回転駆動する時のタイミングを示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing the timing when the stepping motor 105 is rotationally driven by two-phase excitation.

【0013】MPU101は、出力ポート103よりス
テッピングモータ105の2相励磁駆動に必要な励磁信
号A〜Dを発生する。これら励磁信号が切り替えられる
タイミングは、タイマ104による計時に基づいて行わ
れ、MPU101のソフトウェア制御の下に制御され
る。この励磁相を切り替える時間間隔を変更することに
より、ステッピングモータ105の加速、定速、減速、
微速等の各モードの制御が行なわれる。またMPU10
1は、PWMユニット102に一定の周波数、例えば人
間の耳の可聴領域より高い20KHz以上の周波数パル
スを出力するように指示しており、加速、定速、減速等
の各モードに対応して、予め定められたデューティでパ
ルス信号を出力するように指示している。
The MPU 101 generates from the output port 103 excitation signals A to D necessary for driving the two-phase excitation of the stepping motor 105. The timing at which these excitation signals are switched is based on the timing of the timer 104, and is controlled under the software control of the MPU 101. By changing the time interval for switching the excitation phase, acceleration, constant speed, deceleration of the stepping motor 105,
Control of each mode such as slow speed is performed. Also MPU10
1 instructs the PWM unit 102 to output a constant frequency pulse, for example, a frequency pulse of 20 KHz or higher, which is higher than the audible range of the human ear, and corresponds to each mode such as acceleration, constant speed, and deceleration. It is instructed to output the pulse signal with a predetermined duty.

【0014】図3は、MPU101よりPWMユニット
102に出力される信号110の出力波形例とステッピ
ングモータ105のスピードとの関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the output waveform example of the signal 110 output from the MPU 101 to the PWM unit 102 and the speed of the stepping motor 105.

【0015】図2に示した信号Eのデューティは、信号
110が図3の(e)で示すようにPWMユニット10
2に印加された時に対応している。そして、信号110
の信号レベルが高くなるほどそのデューティ比が高くな
り、信号レベルが低くくなるほどそのデューティ比が小
さくなって、その信号がオンになる時間が短くなってい
る。
The duty of the signal E shown in FIG. 2 is determined by the PWM unit 10 when the signal 110 is as shown in FIG.
It corresponds to when applied to 2. And signal 110
The higher the signal level, the higher the duty ratio, and the lower the signal level, the smaller the duty ratio, and the shorter the time the signal is on.

【0016】こうしてPWMユニット102より出力さ
れる信号がハイレベルになることにより、電流制御用ト
ランジスタ107が通電状態となり、電源よりの電流が
ステッピングモータ105に供給される。また、電流制
御用トランジスタ107がオフになると、フライホイー
ルダイオード108を通して、オン時にモータ巻線のイ
ンダクタンス分に蓄えられた電力が放出される。このよ
うな動作を繰り返すことにより、ステッピングモータ1
05の巻線を流れる電流が切り替えられ、PWMユニッ
ト102の出力のパルスデューティに比例した電流値が
流れてモータの回転駆動が行われる。
When the signal output from the PWM unit 102 becomes high level in this way, the current control transistor 107 is turned on, and the current from the power supply is supplied to the stepping motor 105. Further, when the current control transistor 107 is turned off, the electric power stored in the inductance of the motor winding at the time of turning on is discharged through the flywheel diode 108. By repeating such operations, the stepping motor 1
The current flowing through the winding No. 05 is switched, and a current value proportional to the pulse duty of the output of the PWM unit 102 flows to rotate the motor.

【0017】尚、図3において、aは保持モード、bは
ランプアップモード、cは定速モード、dはランプダウ
ンモード、eは高速ランプアップモード、fは高速定速
モード、gは高速ランプダウンモード、hは保持モー
ド、iは微速モード、jは保持モードをそれぞれ示して
いる。
In FIG. 3, a is a holding mode, b is a ramp up mode, c is a constant speed mode, d is a ramp down mode, e is a high speed ramp up mode, f is a high speed constant speed mode, and g is a high speed ramp. The down mode, h is the holding mode, i is the slow speed mode, and j is the holding mode.

【0018】ある周波数でステッピングモータ105が
回転する時に必要なPWMの値は、電源電圧、ステッピ
ングモータ105の巻線のインダクタンス及び抵抗値、
更にはモータの負荷等に依存している。このため、これ
らの要素のバラツキが所定の範囲内であれば、各モード
において最小限必要な電力のバラツキを考慮した値を予
めPWMユニット102の設定値とすることができる。
尚、ステッピングモータ105の負荷は加速、定速、減
速等のそれぞれの期間毎に異なる。つまり、高速運転時
では低速運転時に比較して、より大きな電力を必要とな
る。そこで、この実施例では、ステッピングモータ10
5の負荷に応じたデューティのパルス信号をPWMユニ
ット102より出力してトランジスタ107に入力する
ことにより、ステッピングモータ105の運転に必要な
電力を供給できる。従って、ステッピングモータ105
が脱調することなく、しかも必要以上の電力を印加する
ことなく、負荷に応じたトルクでステッピングモータ1
05を回転させることができる。これにより、ステッピ
ングモータ105の回転時の騒音も低減させることが可
能となる。 <実施例2>前述の実施例1においては、図2に示すよ
うにモータを1ステップ回転させる毎にPWMの出力値
を変更していたが、本発明はこれに限定されるものでな
く、モータの1ステップ駆動内で、PWM値のを変化さ
せることも可能である。
The PWM value required when the stepping motor 105 rotates at a certain frequency is the power supply voltage, the inductance and resistance value of the winding of the stepping motor 105,
Furthermore, it depends on the load of the motor. Therefore, if the variation of these elements is within the predetermined range, a value considering the minimum variation of the power required in each mode can be set in advance as the set value of the PWM unit 102.
The load of the stepping motor 105 differs for each period of acceleration, constant speed, deceleration, and the like. That is, higher power is required during high speed operation than during low speed operation. Therefore, in this embodiment, the stepping motor 10
By outputting a pulse signal having a duty corresponding to the load of No. 5 from the PWM unit 102 and inputting it to the transistor 107, electric power required to operate the stepping motor 105 can be supplied. Therefore, the stepping motor 105
Of the stepping motor 1 with a torque according to the load without step-out and without applying more power than necessary.
05 can be rotated. As a result, it is possible to reduce noise when the stepping motor 105 rotates. <Second Embodiment> In the first embodiment described above, the PWM output value is changed every time the motor is rotated by one step as shown in FIG. 2, but the present invention is not limited to this. It is also possible to change the PWM value within one step driving of the motor.

【0019】図4は、このような制御を行うモータ駆動
回路の構成を示すブロック図で、前述の図1の回路と共
通する部分は同じ番号で示し、それらの説明を省略す
る。この図4では、図1に示す回路構成に加えて、巻線
毎にPWM値を設定できる端子が付加されている。この
図4のPWMユニット102aは、MPU101より与
えられる信号110E,110Fに応じて、E,Fで示
される2種類のパルス信号(スイッチング信号)を出力
することができる。
FIG. 4 is a block diagram showing the structure of a motor drive circuit for performing such control. The parts common to the circuit of FIG. 1 described above are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted. 4, in addition to the circuit configuration shown in FIG. 1, a terminal that can set a PWM value for each winding is added. The PWM unit 102a in FIG. 4 can output two types of pulse signals (switching signals) indicated by E and F in accordance with the signals 110E and 110F given from the MPU 101.

【0020】図5は図4における励磁信号A,B,C,
D及びスイッチング信号E,Fの出力タイミングを示す
図である。このスイッチング信号E,Fにより、各々の
巻線に印加される電力、即ちPWMのデューティが決定
される。
FIG. 5 shows the excitation signals A, B, C, and
FIG. 7 is a diagram showing output timings of D and switching signals E and F. The switching signals E and F determine the electric power applied to each winding, that is, the duty of PWM.

【0021】図5では、モータの励磁相の切り替え直後
に、スイッチング信号E,FのPWMデューティを交互
に大きくし、一方のデューティ比が大きくなった時、他
方のデューティ比を低下させている。こうすることによ
り、モータの巻線電流を急激に立ち上げ、その後、一定
値に保持するようにして駆動することができる。尚、こ
のような励磁相の切り替えタイミングは、タイマ104
による計時に基づいて行われている。このような制御
は、特に高回転時にモータトルクが必要な時に有効であ
る。
In FIG. 5, the PWM duty of the switching signals E and F is alternately increased immediately after the switching of the excitation phase of the motor, and when one of the duty ratios is increased, the other duty ratio is decreased. By doing so, it is possible to drive the motor so that the winding current of the motor rapidly rises and is then maintained at a constant value. It should be noted that such a switching timing of the excitation phase is determined by the timer 104.
It is based on the timekeeping by. Such control is particularly effective when motor torque is required at high rotation speed.

【0022】尚、図5では4ステップの期間のみを示し
ているが、ランプアップ時などにおいて各ステップ毎に
PWMデューティを変えることにより、滑らかなモータ
の回転が得られることは前述の実施例と同様である。ま
た、更にモータ回転数が上昇すると、逆起電力が働き巻
線電流が流れにくくなるので、モータの回転数に応じて
PWMデューティを切替える時間を変更するようにして
もよい。 <実施例3>一般的に、ステッピングモータはどうして
もステップごとの動きとなるため、回転時の振動が生
じ、結果として騒音の原因となっていた。特に騒音が問
題となるのは、高速回転が必要なモータを低速度で回転
している時である。この時は巻線電流の立上がり時間が
ステップ切り替え時間に比べて充分早いため、過剰なト
ルクを生み出し、それが騒音の要因の1つとなってい
た。こうした振動をさけるため、従来はモータ駆動電圧
を切替える等の方法で巻線電流の立ち上がりを鈍らせて
低騒音化を計っていたので回路部品が増える等の欠点が
あった。また、他の方式で低騒音化と解像度の向上を行
なう方式として、ダブル1−2相、ダブルダブル1−2
相等の駆動方式が知られているが、本実施例の方式によ
っても容易に実現可能となる。
Although FIG. 5 shows only the period of four steps, smooth motor rotation can be obtained by changing the PWM duty for each step when ramping up, etc. It is the same. If the motor rotation speed further increases, the counter electromotive force works and the winding current does not flow easily. Therefore, the PWM duty switching time may be changed according to the motor rotation speed. <Third Embodiment> In general, since the stepping motor inevitably moves step by step, vibration occurs during rotation, resulting in noise. Particularly, noise is a problem when a motor that requires high-speed rotation is rotating at low speed. At this time, the rise time of the winding current was sufficiently faster than the step switching time, so excessive torque was produced, which was one of the causes of noise. In order to avoid such vibrations, conventionally, the method of switching the motor drive voltage was used to slow down the rise of the winding current to reduce noise, and there was a drawback that the number of circuit components increased. In addition, as a method for reducing noise and improving resolution by another method, double 1-2 phase, double double 1-2
Although a driving method of phase and the like is known, it can be easily realized by the method of this embodiment.

【0023】図6は、図4に示す回路構成のモータ制御
回路において、ダブル1−2相励磁を行なう場合の制御
波形を例示したものである。ここでは、タイマ104の
計時値に基づいて、単にPWM値をステップ間隔の1/
4の周期で制御するだけで、ダブル1−2相駆動が簡単
に実現できる。また、更に滑らかなモータ回転が得られ
るように、モータの励磁信号を正弦波にする方式が知ら
れている。このようなダブル1−2相のPWM値の変更
タイミングを更に細分化し、疑似的に連続した正弦波信
号として設定することも可能である。
FIG. 6 shows an example of control waveforms when double 1-2 phase excitation is performed in the motor control circuit having the circuit configuration shown in FIG. Here, based on the measured value of the timer 104, simply set the PWM value to 1 / of the step interval.
Double 1-2 phase drive can be easily realized only by controlling in the cycle of 4. Further, a method is known in which the excitation signal of the motor is converted into a sine wave so that smoother motor rotation can be obtained. It is also possible to further divide such double 1-2 phase PWM value change timing and set it as a pseudo continuous sine wave signal.

【0024】以上説明したように、特に周波数が低い場
合においては駆動電流に加えることにより、スムーズで
低騒音での運転が実現可能となる。 <実施例4>図7は本発明の更に他の実施例のモータ駆
動回路の構成を示すブロック図で、前述の図1と共通す
る部分は同じ番号で示し、それらの説明を省略する。
As described above, particularly when the frequency is low, by adding to the drive current, smooth and low noise operation can be realized. <Fourth Embodiment> FIG. 7 is a block diagram showing the structure of a motor drive circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The parts common to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and their description will be omitted.

【0025】図7において、71のMPUバスに接続さ
れたA/D変換器、72は機器内に配置されたサーミス
タなどの温度検出素子で、このモータ駆動回路内の温度
を検出している。
In FIG. 7, an A / D converter connected to the MPU bus 71, and a temperature detecting element 72 such as a thermistor arranged in the equipment, detects the temperature in the motor drive circuit.

【0026】この構成において、MPU101bは励磁
信号の出力もしくはモータ105の起動時点において、
A/D変換器71によりデイジタル情報に変換されたサ
ーミスタ72の抵抗値を入力することにより、周囲温度
を検出して記憶する。この検出した温度に基づいて、前
述の実施例1で説明したモータ105の電力をオン・オ
フするPWMユニツト102よりのデューティ比を変更
する。これは、MPU101bに記憶されているデュー
ティテーブルを参照し、その温度に対応するデューティ
比を求める。このテーブルには、温度が低い時はデュー
ティ比が大きく、高い時はデューティ比が小さくなるよ
うに設定されている。従って、低温時は高トルクとなる
ので、負荷の増大に対し充分なトルクで駆動することが
可能となる。これにより、モータが脱調することなく回
転し、更に高温時はモータに対し不必要なトルクを与え
ないため、低騒音でかつドライバ部の温度上昇を抑えて
無駄な電力消費なくすことも可能となる。
In this configuration, the MPU 101b outputs the excitation signal or when the motor 105 is started,
By inputting the resistance value of the thermistor 72 converted into digital information by the A / D converter 71, the ambient temperature is detected and stored. Based on the detected temperature, the duty ratio from the PWM unit 102 for turning on / off the electric power of the motor 105 described in the first embodiment is changed. This refers to the duty table stored in the MPU 101b to obtain the duty ratio corresponding to the temperature. This table is set so that the duty ratio is large when the temperature is low and small when the temperature is high. Therefore, since the torque becomes high at low temperature, it becomes possible to drive with sufficient torque even if the load increases. As a result, the motor rotates without step-out, and unnecessary torque is not applied to the motor when the temperature is high. Therefore, it is possible to suppress the temperature rise of the driver part and reduce unnecessary power consumption. Become.

【0027】図8は前述した実施例におけるMPUの制
御処理を示すフローチャートで、この処理を実行する制
御プログラムはMPUのROMに記憶されている。
FIG. 8 is a flow chart showing the control processing of the MPU in the above-mentioned embodiment, and the control program for executing this processing is stored in the ROM of the MPU.

【0028】モータの回転が指示されると、まずステッ
プS1で信号110を出力して、PWMユニット102
に、所定のデューティ比のパルス信号を出力するように
設定する。次にステップS2に進み、タイマ104に時
間値をセットする。これにより、タイマ104によりモ
ータ105の励磁間隔が計時される。次にステップS3
に進み、I/Oポート103を介して励磁信号A〜Dを
出力し、例えば1−2相励磁或いは2相励磁といったよ
うに、モータ105を回転駆動する。
When the rotation of the motor is instructed, the signal 110 is first output in step S1 and the PWM unit 102 is output.
Is set to output a pulse signal with a predetermined duty ratio. Next, in step S2, the time value is set in the timer 104. As a result, the excitation interval of the motor 105 is measured by the timer 104. Then step S3
Then, the excitation signals A to D are output via the I / O port 103, and the motor 105 is rotationally driven, for example, 1-2 phase excitation or 2-phase excitation.

【0029】次にステップS4に進み、タイマ104
が、設定された時間を計時してタイムアウトしたかどう
かを調べ、タイムアウトするとステップS5に進み、所
定のステップ分モータ105を回転させて、モータ10
5の駆動が終了したかをみる。モータ105の回転が終
了しない時はステップS6に進み、MPUのROMに記
憶されているテーブルを参照して、次のデューティ比を
指示する信号110を出力する。これにより、例えば図
2や図5等に示すように、モータ105の励磁相を切り
替える毎にPWM信号のデューティ比を変更することが
できる。
Next, in step S4, the timer 104
Checks the set time to see if it has timed out, and if timed out, the process proceeds to step S5, where the motor 105 is rotated by a predetermined number of steps, and the motor 10
Check if the driving of 5 is completed. When the rotation of the motor 105 is not completed, the process proceeds to step S6, the table stored in the ROM of the MPU is referred to, and the signal 110 instructing the next duty ratio is output. This makes it possible to change the duty ratio of the PWM signal each time the excitation phase of the motor 105 is switched, as shown in FIGS. 2 and 5, for example.

【0030】尚、このとき、図7のA/D変換器71よ
りの信号を入力し、その時の温度に応じたデューティ比
を設定するような信号110を出力することにより、前
述の実施例4の動作が実現できる。
At this time, the signal from the A / D converter 71 of FIG. 7 is input, and the signal 110 for setting the duty ratio according to the temperature at that time is output to thereby output the signal from the fourth embodiment. The operation of can be realized.

【0031】次にステップS7に進み、次の励磁間隔を
示す時間値をタイマ104に出力する。この時間値を徐
々に短くすることによりモータ105を加速駆動し、徐
々に長くすることによりモータ105を減速駆動し、一
定にすることによりモータ105を定速駆動することが
できる。こうして再びステップS3に進み、励磁信号を
出力してモータを回転させる。
Next, in step S7, a time value indicating the next excitation interval is output to the timer 104. By gradually shortening this time value, the motor 105 can be acceleratedly driven, by gradually lengthening it, the motor 105 can be decelerated, and by making it constant, the motor 105 can be driven at a constant speed. In this way, the process proceeds to step S3 again, and the excitation signal is output to rotate the motor.

【0032】このようにして、必要なステップ数だけモ
ータ105を回転させて、そのモータ105の駆動が終
了するとステップS6からステップS8に進み、モータ
105を保持モードにする。そして、この保持モードに
応じたデューティ比のPWM信号を出力するようにPW
Mユニット102に指示する。
In this way, the motor 105 is rotated by the required number of steps, and when the driving of the motor 105 is completed, the process proceeds from step S6 to step S8, and the motor 105 is placed in the holding mode. Then, the PW is set so as to output the PWM signal having the duty ratio according to the holding mode.
Instruct the M unit 102.

【0033】尚、本発明は、複数の機器から構成される
システムに適用しても、1つの機器からなる装置に適用
しても良い。また、本発明はシステム或は装置に、本発
明により規定された処理を実行する制御プログラムを供
給することによって達成される場合にも適用できること
は言うまでもない。
The present invention may be applied to a system composed of a plurality of devices or an apparatus composed of a single device. It goes without saying that the present invention can also be applied to the case where it is achieved by supplying a control program for executing the processing defined by the present invention to a system or an apparatus.

【0034】以上説明したように本実施例によれば、定
電圧駆動に比較し、より高速にモータを回転させること
ができ、しかも定電流駆動よりも単純な回路構成つまり
安価な回路を実現可能である。更に、負荷に応じた電力
設定も単にPWMのデューティ比を変更するだけで実現
できる。よって、モータ運転に必要なだけの電力を効率
よく供給でき、不必要な電力を与えることなくモータを
回転させることができるので、モータ回転時の騒音も低
減させると同時に低消費電力化をも実現できる。
As described above, according to this embodiment, the motor can be rotated at a higher speed as compared with the constant voltage drive, and a circuit structure simpler than the constant current drive, that is, an inexpensive circuit can be realized. Is. Further, power setting according to the load can be realized by simply changing the PWM duty ratio. Therefore, it is possible to efficiently supply the electric power required for the motor operation and to rotate the motor without giving unnecessary electric power, so that the noise at the time of motor rotation can be reduced and at the same time, low power consumption can be realized. it can.

【0035】又、本実施例の応用としては、シリアルプ
リンタ等における水平方向走査に使われるキャリッジの
走査駆動が考えられ、特にバブルジェットヘッドを使用
した装置においては、その小型、低コストな組み合わせ
で、高速、低コスト、低騒音、低消費電力なプリンタの
実現が可能となる。
Further, as an application of this embodiment, scanning drive of a carriage used for horizontal scanning in a serial printer or the like is conceivable. Especially, in an apparatus using a bubble jet head, it can be combined with a small size and at a low cost. It is possible to realize a printer with high speed, low cost, low noise, and low power consumption.

【0036】更に、この実施例には説明していないが、
図1及び図4のドライバ部を集積回路化し、さらに実装
面積を小さくしてコストダウンをはかることも可能であ
る。また、前述の実施例では、モータは全てユニポーラ
駆動として説明したがバイポーラ駆動においても勿論可
能であることは言うまでもない。
Further, although not described in this embodiment,
It is also possible to reduce the cost by integrating the driver unit shown in FIGS. 1 and 4 into an integrated circuit and further reducing the mounting area. Further, in the above-mentioned embodiment, all the motors are explained as unipolar drive, but it goes without saying that bipolar drive is also possible.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、低
コストで高速にモータを回転駆動できるとともに、低騒
音でモータを回転駆動できる効果がある。
As described above, according to the present invention, the motor can be rotationally driven at low cost and at high speed, and the motor can be rotationally driven with low noise.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施例のモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to a first embodiment.

【図2】各相の励磁信号及びPWM信号のタイミング図
である。
FIG. 2 is a timing diagram of an excitation signal and a PWM signal of each phase.

【図3】第1の実施例におけるモータの回転速度とPW
Mユニットへの信号との関係を示すタイムチャートであ
る。
FIG. 3 is a rotational speed of the motor and PW in the first embodiment.
It is a time chart which shows the relationship with the signal to M unit.

【図4】第2の実施例のモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to a second embodiment.

【図5】[Figure 5]

【図6】第2及び第3の実施例におけるモータの励磁信
号とPWM信号との関係を示すタイミングチャートであ
る。
FIG. 6 is a timing chart showing the relationship between the motor excitation signal and the PWM signal in the second and third embodiments.

【図7】第4の実施例のモータ駆動回路の構成を示すブ
ロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a motor drive circuit according to a fourth embodiment.

【図8】本実施例のMPUの動作を示すフローチャート
である。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the MPU of this embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

71 A/D変換器 72 サーミスタ 101,101a,101b MPU 102 PWMユニット 103 出力(I/O)ポート 104 タイマ 105 ステッピングモータ 106 トランジスタアレイ 107 電流制御用トランジスタ 108 フライホイールダイオード 109 逆電流防止ダイオード 112 電源 121 RAM 122 ROM 71 A / D converter 72 Thermistor 101, 101a, 101b MPU 102 PWM unit 103 output (I / O) ports 104 timer 105 stepping motor 106 transistor array 107 Current control transistor 108 Flywheel diode 109 Reverse current prevention diode 112 power 121 RAM 122 ROM

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 モータの励磁信号を出力してモータを回
転駆動するモータ制御装置であって、 モータに電力を供給する電源と、 前記電源と前記モータとの間に設けられ、前記電源より
前記モータへの電力供給をオン・オフするスイッチング
手段と、 前記スイッチング手段の切替え信号を、指示されたデュ
ーティ比で出力する信号出力手段と、 前記モータの励磁信号の出力周期、或いは前記周期内で
前記信号出力手段の出力デューティ比を変更するように
指示する制御手段と、 を有することを特徴とするモータ制御装置。
1. A motor control device that outputs an excitation signal of a motor to rotationally drive the motor, comprising: a power supply for supplying electric power to the motor; and a power supply provided between the power supply and the motor. Switching means for turning on / off power supply to the motor; signal output means for outputting a switching signal of the switching means at an instructed duty ratio; and an output cycle of the excitation signal of the motor, or within the cycle. A motor control device comprising: control means for instructing to change the output duty ratio of the signal output means.
【請求項2】 環境温度を検出する温度検出手段を更に
備え、前記制御手段は前記温度検出手段により検出され
た環境温度に応じて、前記切替え信号のデューティを変
えるようにしたことを特徴とする請求項1に記載のモー
タ制御装置。
2. A temperature detecting means for detecting an environmental temperature is further provided, and the control means changes the duty of the switching signal according to the environmental temperature detected by the temperature detecting means. The motor control device according to claim 1.
【請求項3】 モータの励磁信号を出力してモータを回
転駆動するモータ制御方法であって、 モータの励磁信号の切替えタイミング、或いはその切替
えタイミング周期内でそのモータへの電力供給をオン・
オフするスイッチング信号のデューティ比を変更するよ
うにしたことを特徴とするモータ制御方法。
3. A motor control method for outputting a motor excitation signal to rotationally drive the motor, wherein the power supply to the motor is turned on at the switching timing of the excitation signal of the motor or within the switching timing cycle.
A motor control method characterized in that a duty ratio of a switching signal to be turned off is changed.
JP3164895A 1991-07-05 1991-07-05 Motor controller and control method Pending JPH0515195A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005319696A (en) * 2004-05-10 2005-11-17 Seiko Epson Corp Liquid ejection apparatus and liquid supply method

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